后张法节段拼高架箱梁张拉技术

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摘要 ：针对新加坡大士西延长线C1686和C1687高架铁路，Type1和Type2两种类型的节段梁，Type1为区间的节段，共有C1~C6六束预应力孔道，Type2为车站的节段，共有C1~C4共四束预应力孔道。采用逐跨法施工，先将12个节段全部悬吊起来在高位张拉，落梁后打湿接缝，然后两梁片之间张拉成桥。根据施工现场，总结节段高架箱梁张拉的施工工艺，指导现场施工。

关键词 ：节段拼装高架箱梁预应力张拉

中图分类号：U448文献标识码： A

1 工程概况

大士西延长线是新加坡路交局所属的公路和铁路高架桥项目，工程地点位于新加坡西部的大士地区。中铁十一局新加坡分公司负责C1686和C1687两个标段的施工任务，其中C1686包含大约2.8km的铁路高架桥，两个地铁车站（EW32和EW33）和检修站的连接部分。C1687包含大约2.4km的铁路高架桥、3.2km的公路高架桥、1.6km的匝道和一个车站（EW31）。C1686共有梁140片，一般跨度为40m，车站处跨度为24m，最大跨度为46m，位于P036和P036a处。节段数为1464，一般节段高度为2.4m，车站处节段高度为1.6m，梁两端的节段长度是2.5m，中间节段长度在3.1和3.4m之间，节段重量在25吨和42吨之间。该标段的最小曲线半径为190m，位于检修站Q线和R线处。

2 施工准备

2.1 工具和材料

（1）钢绞线 ：钢绞线使用前，需检查钢绞线合格证。任取三根作一组试样送检测单位进行检验，检测其极限破断力是否达到其强度级别，并出具试验报告，合格后才能使用。其力学性能要求如下: 钢绞线公称直径15.2mm、钢绞线面积140mm2 极限抗拉强度1860Mpa、张拉控制应力1395Mpa、弹性模量1.95×105Mpa、钢筋松弛率≤0.025。

（2）锚具、夹片：锚具是在后张法中用于保持预应力筋的拉力并将其传递到结构上的永久性锚固装置。夹片是在张拉钢绞线后保持钢绞线的拉力的夹具。

（3）千斤顶千斤顶是在张拉中提供动力的装置，根据钢绞线的根数不同，可选用不同的千斤顶，对应尺寸见表1。

表1：钢绞线对应的千斤顶型号表

（4）穿梭机：穿束机用于单根穿钢绞线提供动力，穿线时将其固定在操作平台上或悬挂固定在预应力孔道一端并固定。

（5）限位板：限位板是带有孔洞的铁板，孔洞与锚具孔洞对应，其中一面有凹槽，以便在张拉过程中，让夹片能在小范围内后移，防止夹片丝扣割伤钢绞线。

2.2涂胶和临时张拉

2.2.1节段匹配、涂胶

节段吊装好后，开始节段匹配、涂胶，节段匹配连接面B01 & B02、B11 & B12的面积为4.734、 连接面B02 & B03、B10 & B11的面积为4.272、连接面B03 & B04~B09 & B10的面积为3.803；涂胶时两节段的匹配面之间的缝隙保证200mm。节段胶拼所用的环氧树脂是Sikadur-31SBA S-02。

2.2.2临时张拉

节段涂胶完后，在节段里，安装底部的PT螺纹钢（2根直径为32mm的螺纹钢），螺纹钢是从B01节段里的孔道穿进，并从B02节段的齿块穿出，然后在螺纹钢两端安装承压板和螺母，并在张拉端安装张拉座和千斤顶；在节段顶部安装PT螺纹钢（2根直径26.5mm的螺纹钢），螺纹钢是嵌入在节段上的中吊架（SCB）和端挂架（SEB）里；螺纹钢穿好后立刻进行张拉，释放吊具（SLB）和中吊架（SCB）之间的销轴，然后重复上述步骤进行PT螺纹钢的张拉工作。

3节段箱梁的张拉工艺

3.1 张拉的具体步骤

整孔张拉的一般工序为：预应力束穿束安装锚具和夹片安装限位板和千斤顶预应力张拉封锚孔道灌浆封端

3.2 钢绞线穿束

钢绞线采用穿束机单根穿束。钢绞线安装工序：在预应力束孔道的穿束端安装推进管，长度为1.2米。在穿束机后面安装导向管，与钢绞线笼连接，从内圈抽出钢绞线头，穿入导向管里；把绞线从穿束机里穿进，直至穿到推进管的入口；在钢绞线的端头带上塑料做的套筒后，开始用钢绞线穿束机穿钢绞线；C1和C2的预应力束的预留长度为从锚具表面算起1.2m，C3至C6的预应力束的预留长度为从锚具表面算起0.7m，非张拉端为0.5m。

3.3 安装锚具和夹片

安装锚具前使用钢绞线梳理器将钢绞线排列成正确的形状，然后按照对应的孔道将工作锚穿入，贴紧锚垫板，然后给每根钢绞线安装夹片，并用钢管打紧工作夹片。

3.4 预应力束的张拉

张拉工序中需要用到两种型号的千斤顶，一种是用来张拉31根钢绞线组成的预应力束（C1和C2预应力束），即ZPE-980；另一种是用来张拉19根钢绞线组成的预应力束（C3至C6预应力束），即ZPE-460。张拉钢绞线的千斤顶用手拉葫芦吊起安装，如对于PS1节段，张拉19根钢绞线组成的预应力束时，用钢轨滑移系统和手拉葫芦安装。张拉步骤如下：

(1)在张拉之前，检查千斤顶的合格证，所需千斤顶的型号以及千斤顶和油表需配套校准，并计算出相应张拉力时的油表读数。

(2)在安装千斤顶时，检查夹片看是否有掉出，没有掉出后，即可将千斤顶安装好；

(3)液压泵站放置在千斤顶旁边，方便人员操作，在泵站和千斤顶之间连接好软管，给泵站供电，供电时一定要先检查是否有漏电情况，如有请及时处理；

(4)准备张拉报告表、喷漆、尺子（50mm）等，即可开始张拉；

(5)启动泵站，张拉到设计力的25%，使钢绞线伸直（启动泵站时，随时调整千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线互相吻合），缩回千斤顶并将其轻微向后移动，用油漆在钢绞线出口做上标记，作为观察滑丝的标记；

(6)将千斤顶重新装好，将一个钢片插入两钢绞线之间并固定好，启动泵站并张拉到25%的设计力，测出钢片到千斤顶端面的长度，作为一个基准长度，记录张拉到25%的读数和相应的钢绞线长度，记录在张拉报告上，然后回油缩缸；

(7)张拉到50%的设计力，测出钢片到千斤顶端面的长度，并通过计算可算出25%到50%的延伸量，一起记录在张拉报告上，然后回油缩缸；

(8)张拉到75%的设计力，测出钢片到千斤顶端面的长度，并通过计算可算出50%到75%的延伸量，记录在报告上，然后回油缩缸；

(9)张拉到100%的设计力，测出钢片到千斤顶端面的长度，并通过计算可算出75%到100%的延伸量，一起记录在报告上；

(10）持荷5min后，卸载千斤顶压力，退出千斤顶，检查钢绞线上油漆是否平齐。平齐则表明没有滑丝；若不平齐，查明原因后，采取相应的措施进行处理。

(11)对比实际的伸长量和理论的伸长量，其范围在±5%；

4 张拉的质量控制

(1)要重新张拉：钢绞线断裂一根以上者；锚具内夹片断裂在两片以上者（含有错牙的两片断裂）；锚垫板出现裂纹甚至损坏者；钢绞线发生严重滑丝。

(2)张拉设备应重新进行校验：张拉过程中预应力钢丝经常出现断丝时；千斤顶漏油严重时；油压表指针不回零时；调换千斤顶油压表时。

(3)需用单顶补拉：张拉后，发现单根钢绞线有滑丝现象的、发现钢绞线夹片有错牙大于3mm以上的。

在整个张拉过程中，严密注意钢绞线滑丝情况及其它意外情况。每断面断丝、滑丝不超过该断面钢丝总数1%，并不得处于梁的同一侧，同时，每束钢丝或钢绞线断丝、滑丝不得超过1根。超过则需更换钢绞线或夹片重新张拉。

5 滑丝与断丝的产生原因及处理

在整个张拉过程中，严密注意钢绞线滑丝、断丝情况及其它意外情况。钢绞线的滑丝与夹片的质量有关外，还与许多施工因素。

（1）张拉时千斤顶与锚具不同轴时，会造成张拉伸长时一边夹片刮伤钢绞线，而刮掉的铁屑会充满夹片牙齿的缝隙，回顶时，由于夹片牙齿缝隙中充满了铁屑无法嵌入钢绞线，此时钢绞线高速回缩损伤夹片的牙齿，造成滑丝。

（2）限位板磨损。随着限位板使用次数的增加，在相当大的压力作用下，限位板的支撑部分会压瘪下去，限位尺寸变小，张拉钢绞线向后移动时，夹片内孔打不开，小于钢绞线的直径，因夹片硬度高于钢绞线，当千斤顶带着钢绞线强行向后移动时，夹片会刮伤钢绞线外表，造成钢绞线直径变小，夹片牙齿间充满铁屑，回顶时，高速回缩的钢绞线会损伤夹片牙齿，产生滑丝。

（3）喇叭口内进浆造成工作锚最外圈的钢绞线和喇叭口内的浆体形成折线，张拉时容易拉断。

（4）限位板内含有泥砂。当限位板内含有泥砂时，磨损限位板会导致限位尺寸变小而产生滑丝。

参考文献：

［1］ Chua Swee Foon.Materials_and_Workmanship_Specifications-Apr 2007

［2］ BS 4486 1980 Specification for Hot rolled and hot rolled and processed high tensile alloy steel bars for the prestressing of concrete.

［3］ BS 5896 2010 High tensile steel wire and strand for the prestressing of concrete- Specification.

［4］ BS 4447 1973 Specification for The performance of prestressing anchorages for post-tensioned construction.